稀土元素对7075合金机械性能的影响及回归工艺的优化

发布时间：2017-11-10 08:34

  本文关键词：稀土元素对7075合金机械性能的影响及回归工艺的优化

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【摘要】：本文制备了Ce含量为0.20%、含Sc0.20%的7075铝合金,以研究稀土元素Ce、Sc的单独添加对合金组织和性能的影响。并在Sc含量为0.20%的基础上添加0.08%及0.18%的Zr以研究Sc、Zr联合添加对铝合金组织和性能的影响,在Sc、Zr添加的基础上,添加0.17%Ti以研究Sc、Zr、Ti的联合添加对7075铝合金组织和性能的影响。通过分析实验合金的微观组织结构及能谱,测试合金力学性能的变化,以研究经不同热处理的影响。本文着重研究了回归热处理(RRA)对7075铝合金组织及性能的影响,通过控制变量(回归温度、回归时间)得出较优的热处理工艺参数。结果表明:(1)7075铝合金中加入0.20%的稀土Ce后,晶粒尺寸109um,晶粒明显细化,经T6峰值时效后合金σb为583MPa,σ0.2为536MPa,δ为10%,这三种性能较不含Ce合金分别提高了2.28%,3.88%和42.86%。合金经优化的回归工艺(465℃/2h+120℃/16h+200℃/20min+120℃/16h)处理后,σb为715MPa,σ0.2为664MPa,δ为10%,其强度指标较T6状态下含Ce合金提高了22.64%、23.88%,伸长率变化不大。(2)7075铝合金中加入0.20%的稀土Sc后,晶粒尺寸123um。合金中A13Sc与Al基体共格,可提高合金力学性能。经T6峰值时效后含Sc 0.20%合金σb为603MPa,σ0.2为560MPa,δ为10%,其性能比不含Sc合金分别提高了5.80%、8.53%、42.88%。含0.2%Sc合金经优化后的回归热处理(465/2h+120/16h+160℃/20min+120℃/16h),合金的σb为715MPa,σ0.2为644MPa,δ为10.6%,较T6状态下同比含Sc合金提高了18.6%、15%及6%。(3)在Sc含量0.20%时,研究了添加Zr含量的影响。结果表明Zr0.18%时,合金的性能较优,T6下合金σb为630MPA,σ0.2为589MPA,比仅含Sc的分别提高4.47%、5.17%,其伸长率9.6%,处理前后变化不大。而经过优化后的回归处理465℃/2h+120℃/12h+180℃(15min)+120℃/12h,合金的性能变化不明显。续加Ti0.17%后,抗拉强度及屈服强度有所下降,伸长率有所上升。Sc、Zr、Ti联合添加时,会形成粗大的Ti RE2(Al,X)20的块状化合物,其中X为Zn、Mg、Cu元素。而随着(Sc+Zr)含量的增加,块状化合物越来越多。(4)较高温度的短时的回归处理提高了固溶元素在基体中的固溶度,并加快了固溶原子和空位的扩散速度,促进了析出相的溶解,而析出相的回溶提高了基体中Zn,Mg等固溶原子的浓度,促进了再时效过程中强化相的形核与长大进而提高了合金的性能。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21;TG166.3

【参考文献】

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1 徐才录,Ｈ，

本文编号：1165880